Przetwarzanie CO2 w ekologiczne paliwo lotnicze dla czystego nieba
Lotnictwo należy do sektorów, w których najtrudniej jest zredukować emisję dwutlenku węgla, zwłaszcza w przypadku lotów długodystansowych - w tym wypadku wykorzystanie akumulatorów i wodoru nie są jeszcze praktyczne. Linie lotnicze i dostawcy paliwa coraz częściej sięgają po zrównoważone paliwo lotnicze, aby realizować założenia strategii klimatycznych, ponieważ może być spalane w istniejących silnikach samolotów i wykorzystywane przy pomocy już zbudowanej infrastruktury, a jednocześnie charakteryzuje się mniejszym śladem węglowym niż konwencjonalna nafta. Linie lotnicze zobowiązały się do przejścia na zrównoważone paliwa do 2050 roku, a największe podmioty zadeklarowały zwiększenie udziału takich paliw do co najmniej 10 % do 2030 roku. Ponadto unijne rozporządzenie ReFuelEU Aviation stopniowo wprowadza obowiązek stosowania zrównoważonych paliw, co sprawi, że ich masowa produkcja stanie się strategiczną koniecznością. Mając to na uwadze, naukowcy wspierani ze środków Unii Europejskiej opracowują czystsze i bardziej zrównoważone metody produkcji zrównoważonych paliw w ilościach pozwalających na zaspokojenie popytu.
Czystsze surowce do produkcji paliw
Obecnie większość paliw zrównoważonych wytwarza się z hydrorafinowanych estrów i kwasów tłuszczowych, wykorzystując w tym celu proces rafinacji, w którym oleje roślinne, zużyte oleje kuchenne, tłuszcze zwierzęce lub inne odpady bogate w lipidy są przetwarzane w paliwo o składzie chemicznym niemal identycznym z tradycyjną naftą lotniczą. Wadą jest ograniczona dostępność olejów odpadowych, ich wysokie ceny i konieczność importowania surowców - blisko połowa pochodzi z Chin i Malezji. W ramach finansowanego ze środków Unii Europejskiej i wspieranego przez Europejską Radę ds. Innowacji projektu GAFT powstała nowatorska metoda wytwarzania surowca na potrzeby produkcji paliwa lotniczego z wykorzystaniem CO2, wody i odnawialnej energii elektrycznej. Marien de Jonge jest dyrektorem naukowym i jednym ze współzałożycieli GAFT, niderlandzkiej spółki kierującej badaniami. Jak wyjaśnia, celem projektu było „opracowanie nowych sposobów wytwarzania biopaliw i paliw ekologicznych, które można wykorzystać do produkcji zrównoważonego paliwa lotniczego, głównie dzięki lokalnemu wytwarzaniu długołańcuchowych lipidów podlegających procesowi hydrorafinacji”. Miejsce zużytego oleju kuchennego zajął czysty mikrobiologiczny surowiec lipidowy opracowany przez GAFT wytwarzany w ramach wyjątkowego procesu łączącego elektrochemię i fermentację.
Nowa biologiczna i elektrochemiczna metoda produkcji zrównoważonych paliw
CO2, woda i energia elektryczna są wykorzystywane w ramach opatentowanego procesu w celu wytwarzania mrówczanu potasu, który jest następnie przekształcany w kwas mrówkowy. Proces wykorzystuje także niezmodyfikowane genetycznie mikroorganizmy zdolne do fermentacji różnych surowców w celu produkcji lipidów, w tym trójglicerydów, które są kluczowymi prekursorami paliwa lotniczego. „Wszystkie te technologie tworzą proces, w ramach którego energia ze źródeł odnawialnych i wychwycony dwutlenek węgla są przekształcane w podstawowe elementy składowe zrównoważonego paliwa lotniczego”, wyjaśnia de Jonge.
Droga do skalowalnej i lokalnej produkcji paliw
Jedną z głównych zalet podejścia opracowanego przez zespół projektu GAFT jest możliwość zastąpienia importowanych olejów odpadowych odnawialnymi surowcami pochodzenia lokalnego. De Jonge podkreśla, że toruje to drogę do budowy „bardziej skalowalnego i lokalnego łańcucha dostaw zrównoważonych paliw lotniczych”, uniezależniając ten sektor od surowców wymaganych do procesu hydrorafinacji. W ramach procesu powstaje również wartościowy produkt uboczny. Pozostała biomasa jest bogatym w białko materiałem, który może być stosowany jako składnik pokarmu dla akwakultury. Dzięki temu stanowi zrównoważoną alternatywę dla tradycyjnych pasz na bazie mączki rybnej lub soi.
Patrząc w przyszłość
Największym wyzwaniem dla zespołu pozostaje zwiększanie skali rozwiązania, a także finansowanie inwestycji. Stale trwają jednak negocjacje, a ambicje zespołu są jasne. „Zespół projektu GAFT ma na celu zbudowanie w pełni skalowalnego i zrównoważonego łańcucha dostaw zrównoważonych paliw lotniczych opartego na obiegu zamkniętym, wykorzystującego lokalnie wytwarzane lipidy i energię ze źródeł odnawialnych. Celem jest wyparcie trudno dostępnych i importowanych surowców, takich jak zużyty olej spożywczy”, twierdzi de Jonge. Jeśli rozwiązanie okaże się skuteczne, rezultatem jego wdrożenia może być zwiększenie produkcji zrównoważonych paliw lotniczych, a także obniżenie emisji i zmniejszenie zależności lotnictwa od paliw kopalnych. Choć przyszłość przyniesie szereg wyzwań dotyczących procesu, inwestycji i przepisów, zespół projektu GAFT uważa, że zastosowany przez nich model przełoży się na bardziej odporną przyszłość produkcji paliwa lotniczego.
